JP2010034246A - Semiconductor laser element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体を用いたレ−ザ素子、特に窒化物半導体レーザ素子に関する。 The present invention relates to a laser device using a semiconductor, and more particularly to a nitride semiconductor laser device.
近年、紫外領域から青色まで発光するGaN系の窒化物半導体発光素子の研究開発が盛んに行われている。特に、光ディスクの高密度化やレーザディスプレイとして窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子の研究開発が活発化している。この窒化物半導体レーザ素子については、例えばShuji Nakamuraらによる下記の論文(非特許文献1)に開示されている。
上記論文(非特許文献1)では図2(従来の窒化物半導体レーザ素子の断面構造を示す図)に示すようなレーザ横断面構造が記載されている。図2において、51がn−AlGaN/GaN超格子構造のn型クラッド層、52がn−GaN層、53がInGaNからなる多重量子井戸(MQW)構造の活性層、54がp−AlGaN電子ストッパ層、55がp−GaN層、56がp−AlGaN/GaN超格子構造のp型クラッド層、57がp−GaN層、58がp電極(陽極側電極)、59が酸化シリコン(SiO2)層である。 The paper (Non-Patent Document 1) describes a laser cross-sectional structure as shown in FIG. 2 (a diagram showing a cross-sectional structure of a conventional nitride semiconductor laser device). 2, 51 is an n-type cladding layer having an n-AlGaN / GaN superlattice structure, 52 is an n-GaN layer, 53 is an active layer having a multiple quantum well (MQW) structure made of InGaN, and 54 is a p-AlGaN electron stopper. Layer, 55 is a p-GaN layer, 56 is a p-type cladding layer having a p-AlGaN / GaN superlattice structure, 57 is a p-GaN layer, 58 is a p-electrode (anode electrode), 59 is silicon oxide (SiO 2 ) Is a layer.
p型クラッド層56の一部がドライエッチングにより、ストライプ状のリッジ部S1が第1の面S2から連なって突出するリッジ形状に加工され、p型クラッド層56のリッジ側壁(リッジ部S1の側壁)とリッジ脇底部の第1の面S2には例えば酸化シリコン(SiO2)からなる絶縁膜59が接触している。リッジ上部(リッジ部S1の上面)のみSiO2膜(絶縁膜59)が無く、p電極58が接触している。n型クラッド層51より下方にはGaN半導体基板やn電極(陰極側電極)があるがここでは省略している。
A part of the p-
このような窒化物半導体レーザ素子では動作電圧が高いという課題がある。特にp型クラッド層56がバルクのAlGaNで構成される場合にはこの傾向が顕著となる。これは結晶の非対称性に起因してAlGaNの自発分極とピエゾ分極により上下に表面電荷が生じる。図2においてはp型クラッド層56の上端部に負の電荷、下端部に正の電荷が生じる。p型クラッド層56は厚いため半導体レーザの順方向とは逆向きの電圧がp型クラッド層56に掛かったことになり、順方向に電流を流すためには自発分極で生じた電圧をキャンセルすべく過剰な電圧が必要となる。また、窒化物半導体のp型導電層はホールの移動度が極めて低いことに起因して抵抗率が大きいことが知られている。さらに、窒化物半導体がワイドギャップ半導体であることに起因してp型窒化物半導体とp電極の接触抵抗も大きい。よって図2のようにp型窒化物半導体を矩形状に狭くしたリッジ形状では抵抗が大きくなる。
Such a nitride semiconductor laser device has a problem of high operating voltage. This tendency is particularly noticeable when the p-
実際に作製した窒化物半導体レーザ素子の電流電圧特性の例を図3に示す。デバイス構造は図2とほぼ同様の構造であるが、p型クラッド層はバルクのp型AlGaNを用いており、基板にはn型GaN半導体基板を用いて基板の下にn電極(陰極側電極)を設けた。この時の窒化物半導体レーザ素子のしきい電流は42mAであり、発振波長は415nmであった。発振波長から計算される印加電圧は約3Vより若干(0.2V〜0.5V程度)大きい程度のはずである。しかし、図3から分かるように、6〜8Vと非常に大きい電圧を示した。この特性はリッジ形状のメサ幅に僅かしか依存せず高い電圧特性を示した。さらに、この窒化物半導体レーザ素子を8時間の通電試験にかけたところ、動作電圧が1.5〜3V増大し、しきい電流も15〜30%増大した。即ち、レーザ特性が大きく劣化しており短時間でも信頼性が得られていないことが分かった。 FIG. 3 shows an example of current-voltage characteristics of a nitride semiconductor laser element actually manufactured. The device structure is almost the same as that shown in FIG. 2, but the p-type cladding layer uses bulk p-type AlGaN, and the substrate is an n-type GaN semiconductor substrate. An n-electrode (cathode side electrode) is formed under the substrate. ). At this time, the threshold current of the nitride semiconductor laser element was 42 mA, and the oscillation wavelength was 415 nm. The applied voltage calculated from the oscillation wavelength should be slightly larger than about 3V (about 0.2V to 0.5V). However, as can be seen from FIG. 3, a very large voltage of 6 to 8 V was shown. This characteristic was slightly dependent on the mesa width of the ridge shape and showed a high voltage characteristic. Furthermore, when this nitride semiconductor laser device was subjected to an energization test for 8 hours, the operating voltage increased by 1.5 to 3 V, and the threshold current also increased by 15 to 30%. That is, it was found that the laser characteristics were greatly deteriorated and reliability was not obtained even in a short time.
一方、図の点線は同一のウェハでp型クラッド層を介さないで導通させた電流電圧特性である。電圧は4〜5Vと非常に小さい。概略計算値より約1V程度大きいのは電極との接触面積が通常のレーザと比べて1/3以下と小さくそれに起因した抵抗成分が大きいからである。 On the other hand, the dotted line in the figure is the current-voltage characteristic of conducting the same wafer without passing through the p-type cladding layer. The voltage is very small, 4-5V. The reason why the contact area with the electrode is about 1V or less than that of a normal laser is about 1V larger than the approximate calculation value because the resistance component resulting from it is large.
これらの比較からp型クラッド層に係わる電圧成分が大きいことが分かる。これは既に述べたように自発分極とピエゾ分極、窒化物p型半導体の高抵抗性、及び窒化物半導体と金属接触抵抗の高さに起因している。メサ幅依存性が極めて小さいことから自発分極とピエゾ分極の影響が大きいと推察される。この高電圧性の傾向はp型クラッド層56が超格子構造になっている場合には改善される。しかし、完全にその影響を排除することができない。また、超格子構造は数nmの異なる組成の半導体層を数百層成長させた複雑な構造を有するので作製プロセスが複雑であり、作製コストの増大に繋がっていた。
From these comparisons, it can be seen that the voltage component related to the p-type cladding layer is large. As described above, this is due to spontaneous polarization and piezoelectric polarization, high resistance of the nitride p-type semiconductor, and high contact resistance between the nitride semiconductor and the metal. Since the mesa width dependence is extremely small, it is assumed that the influence of spontaneous polarization and piezo polarization is large. This high voltage tendency is improved when the p-
なお、リッジ型半導体レーザ素子として例えばInGaAlAs系やInGaAsP系のリッジ型半導体レーザ素子がある。これらのリッジ型半導体レーザ素子では、リッジ部の側壁を絶縁膜で覆うことにより、リッジ部を覆うようにして形成された電極(Ti/Pt/Au)からリッジ部の側壁を通してリッジ部に入り込むAuの拡散を抑制している。 Examples of the ridge type semiconductor laser element include InGaAlAs and InGaAsP type ridge type semiconductor laser elements. In these ridge-type semiconductor laser elements, Au that enters the ridge portion from the electrode (Ti / Pt / Au) formed so as to cover the ridge portion through the sidewall of the ridge portion by covering the sidewall of the ridge portion with an insulating film. Suppression of the diffusion.
本発明が解決しようとする課題は動作電圧が小さく安定して長期信頼性が得られる窒化物半導体レーザ素子を提供することにある。さらに、製造コストが低く、かつ動作電圧が小さな窒化物半導体レーザ素子を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a nitride semiconductor laser device that has a low operating voltage and is stable and can provide long-term reliability. It is another object of the present invention to provide a nitride semiconductor laser device having a low manufacturing cost and a low operating voltage.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を行った。その概要は次の通りである。
発明者らは種々の検討を行い、リッジ部の上部のみならず側壁のp型窒化物半導体層と電極を接触させることにより動作電圧を低減できることを見出した。これは主にp型クラッド層の自発分極とピエゾ分極により生じた電荷を側壁の電極によりキャンセルすることができるからと考えられる。さらに、本構造の適用により抵抗率が大きいp型窒化物半導体では横方向からの電流パスも加わるため、p型クラッド層での実質的な抵抗が小さくなる。
The present inventors have intensively studied to solve the above problems. The outline is as follows.
The inventors have conducted various studies and found that the operating voltage can be reduced by bringing the p-type nitride semiconductor layer on the side wall as well as the upper portion of the ridge portion into contact with the electrode. This is presumably because charges generated by spontaneous polarization and piezo polarization of the p-type cladding layer can be canceled by the electrode on the side wall. Furthermore, since a current path from the lateral direction is added to the p-type nitride semiconductor having a high resistivity by applying this structure, the substantial resistance in the p-type cladding layer is reduced.
尚、ドライエッチで形成されたリッジ部の側壁(リッジ側壁)は適度に荒れており、多少キャリア濃度が低くとも電気的接触を取るには有効である。また、この構造では電極面積が増大するため元来大きい窒化物半導体とp電極の接触抵抗も小さくすることができる。 Note that the side wall (ridge side wall) of the ridge formed by dry etching is moderately rough, and is effective for obtaining electrical contact even if the carrier concentration is somewhat low. Further, in this structure, since the electrode area increases, the contact resistance between the originally large nitride semiconductor and the p-electrode can be reduced.
詳細には本発明において上記の課題は、基板上に形成された第1導電型の下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された、前記第1導電型とは逆導電型である第2導電型の上部クラッド層と、前記上部クラッド層上に形成された第1の電極とを有し、前記上部クラッド層は、ストライプ状のリッジ部が第1の面から連なって突出するリッジ形状を有し、前記下部クラッド層、前記活性層、前記上部クラッド層の各々は、窒化物半導体層からなる窒化物半導体レーザ素子であって、前記第1の電極は、前記リッジ部の上面と、前記リッジ部の側壁の少なくとも一部領域に接して設けられ、前記第1の面は絶縁膜で覆われ、前記第1の面には前記第1の電極が接していないことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子により達成される。 Specifically, in the present invention, the above-described problems are the first conductivity type lower cladding layer formed on the substrate, the active layer formed on the lower cladding layer, and the active layer formed on the active layer, A second conductivity type upper cladding layer having a conductivity type opposite to the first conductivity type; and a first electrode formed on the upper cladding layer, wherein the upper cladding layer has a striped ridge portion. Each of the lower cladding layer, the active layer, and the upper cladding layer is a nitride semiconductor laser element made of a nitride semiconductor layer, and has a ridge shape protruding continuously from the first surface. The first electrode is provided in contact with the upper surface of the ridge portion and at least a partial region of the side wall of the ridge portion, the first surface is covered with an insulating film, and the first surface is covered with the first surface. Nitride half, characterized in that the electrodes are not in contact It is achieved by the body laser element.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明によれば、動作電圧が小さく安定して長期信頼性が得られる窒化物半導体レーザ素子を提供することが可能となる。
また、本発明によれば、製造コストが低く、かつ動作電圧が小さな窒化物半導体レーザ素子を提供することが可能となる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the present invention, it is possible to provide a nitride semiconductor laser element that has a small operating voltage and can stably obtain long-term reliability.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a nitride semiconductor laser device having a low manufacturing cost and a low operating voltage.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments of the invention, those having the same function are given the same reference numerals, and their repeated explanation is omitted.
図1は、本発明の実施例1である窒化物半導体レーザ素子の断面構造を示す断面図である。
本実施例1の窒化物半導体レーザ素子は、n型GaN半導体基板1上にMOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法により結晶成長されたレーザ構造である。結晶成長のし易さの観点からGaN基板1のGa極性面が上面方向を向いている基板を使用することが好ましい。下からn−AlGaNの窒化物半導体からなるn型クラッド層2,n−GaN層3,InGaNガイド層4,InGaNからなる多重量子井戸(MQW)構造の活性層5,InGaNガイド層6,p−AlGaN電子ストッパ層7,p−AlGaNの窒化物半導体からなるp型クラッド層8,p+−GaNの窒化物半導体からなるp型コンタクト層9が結晶成長され、p型コンタクト層9とp型クラッド層8の一部がリッジ形状を成している。即ち、p型クラッド層8は、ストライプ状のリッジ部S1がリッジ脇底部の第1の面S2から連なって突出するリッジ形状を有し、リッジ部S1はp型クラッド層8と、このp型クラッド層8上に設けられたp型コンタクト層9とを含む構成になっている。
1 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a nitride semiconductor laser device that is
The nitride semiconductor laser device of Example 1 has a laser structure in which crystals are grown on an n-type
p型クラッド層8はMgがドーピングされ、その不純物濃度は1〜3×1019cm−3の範囲が好ましい。リッジ部S1の高さは500nmで、リッジ部S1の幅は1.6μmであり、矩形、或いは台形の形状を成している。リッジ部S1の高さは400〜800nmが好ましい。p型コンタクト層9はAlGaNで構成されていても良い。
The p-
リッジ脇底部の第1の面S2上にはSiNxからなる絶縁膜10とアモルファスSiからなる接着層21が積層されている。絶縁膜10の厚さは150nmで接着層21の厚さは10nmである。10と21は成膜装置の膜質変化を利用してリッジ部S1の側壁(リッジ側壁)には膜質が悪くリッジ脇底部の第1の面S2には良質の膜が付くのでリッジ側壁のみウェットエッチで容易に取り去ることができ、図1のようなリッジ脇底部全部を覆いリッジ側壁を露出できる構造を作成できる。
An insulating
絶縁膜10がリッジ側壁を覆う高さは膜厚と同一の高さの150nmか、成膜条件やエッチング方法と条件によりそれより高くも低くもすることができる。下限はリッジ側壁とリッジ脇底部の交点(リッジ部S1の側壁とリッジ脇底部の第1の面S2とが連なる部分)である。この高さの望ましい範囲については後述する。
The height at which the insulating
11はp型クラッド層8のリッジ形状の上面から側壁を覆い電気的に接触しているp電極(陽極側電極)であり、このp電極11としては例えばPdが用いられている。絶縁膜10と接着層21はリッジ側壁まで達しているため、p電極11はリッジ脇底部の第1の面S2には接しないようになっており、リッジ部S1のみから電流が活性層5に注入することができる。即ち、p電極11は、リッジ部S1の上面と、リッジ部S1の側壁の少なくとも一部領域に接して設けられ、リッジ脇底部の第1の面S2は絶縁膜10で覆われ、リッジ脇底部の第1の面S2にはp電極11は接していない。
さらに、p電極11を覆い電気的に接触するようにTi/Pt/Auの多層金属で構成されたパッド電極12が設けられている。n−GaN基板1の下には電気的に接触されたn電極(陰極側電極)13が設けられている。p電極11はp型窒化物半導体と良好なオーミック特性を得る金属として、好ましくはAu,Pd,Pt,Co,Niが用いられる。さらに好ましくはPdが用いられる。膜厚は10〜500nmが好ましい。これらのうち、貴金属であるAu,Pt,Pdは絶縁物とは接着性が悪い場合があるので、本実施例1では絶縁膜11上に接着性の高い膜、接着層21を重ねている。接着層21としてはW,Mo,Hf,Al,Ti等の金属酸化物やアモルファスSiやpoly−Siが用いられる。好ましくはアモルファスSiが用いられる。絶縁膜11としてはSiの酸化物または窒化物、Alの酸化物または窒化物、ZrO2,WO3,TiO2,TiSiN,HfO2等が使用される。好ましくはSiの窒化物(以下SiNxと略す)が用いられる。
Furthermore, a
ここで、図2と同様な従来構造と本発明の構造の電流電圧特性の典型例を図7に示す。図7において、(α)はレーザ素子の初期状態の電流電圧特性である。従来構造では数mAから40mAの注入電流で電圧は6〜7V程度あり大きい。それに対して本発明では数mAから80mA弱の注入電流に対して3.5V〜4.2Vと非常に小さい電圧であった。さらに、(β)は通電後の電流電圧特性である。従来構造の(β)は25℃において初期状態で5mWの光出力に相当する電流で電流一定にて8時間動作させた後の状態であり、初期状態より1.5Vから2V電圧が増大した。この時、しきい電流も約2割増大し、スロープ効率は約1.5割減少した。即ち、レーザ特性が劣化してしまった。
これに対して本発明の構造において同一条件で通電試験を行ったところ、図7に示すように電流電圧特性は殆ど全く変化せず、しきい電流、スロープ効率も2〜3%未満の測定誤差範囲内の変化率であった。このように従来構造では初期特性の高い動作電圧のみならず、通電によるさらなる動作電圧増大とレーザ特性の劣化があるのに対して、本発明では元々動作電圧が低く、通電による動作電圧やレーザ特性の劣化のない優れたレーザ構造を実現することができた。
Here, FIG. 7 shows a typical example of current-voltage characteristics of the conventional structure similar to FIG. 2 and the structure of the present invention. In FIG. 7, (α) is the current-voltage characteristic of the laser element in the initial state. In the conventional structure, the voltage is about 6 to 7 V with an injection current of several mA to 40 mA, which is large. On the other hand, in the present invention, a very small voltage of 3.5 V to 4.2 V with respect to an injection current of several mA to a little less than 80 mA. Further, (β) is a current-voltage characteristic after energization. (Β) of the conventional structure is a state after operating for 8 hours at a constant current with a current corresponding to a light output of 5 mW in the initial state at 25 ° C., and the voltage increased from 1.5 V to 2 V from the initial state. At this time, the threshold current increased by about 20%, and the slope efficiency decreased by about 1.5%. That is, the laser characteristics have deteriorated.
On the other hand, when an energization test was performed under the same conditions in the structure of the present invention, the current-voltage characteristics hardly changed as shown in FIG. 7, and the threshold current and slope efficiency were less than 2 to 3% measurement error. The rate of change was within the range. As described above, the conventional structure has not only high initial operating voltage but also further increase in operating voltage due to energization and deterioration of laser characteristics, whereas the present invention originally has low operating voltage, and the operating voltage and laser characteristics due to energization. It was possible to realize an excellent laser structure without any deterioration.
これらの大きな違いはリッジ側壁に電極が存在するか否かである。次にリッジ側壁にどの程度電極が接していれば良いか調べた。図6はp型クラッド層8から上のレーザ断面構造を示したものであり、同図のようにリッジ形状の下端部からp電極11がリッジ側壁に接している下端部までの高さ、即ち、リッジ脇底部の第1の面S2から、リッジ部S1の側壁に接しているp電極11までの高さをhとする。hより下のリッジ側壁には絶縁膜10が接している。hをいくつか変化させたレーザ構造を作成し、上記と同様の通電試験を行い動作電圧の変化を調べたのが図8である。図8から明らかなように、動作電圧はA点からB点に亘って急激に変化しており、リッジ形状の下端部からp電極11がリッジ側壁に接している下端部までの高さhは350nm以下(A点)が好ましいことが分かる。さらに好ましい範囲は300nm以下(B点)である。即ち、リッジ脇底部の第1の面S2からリッジ部S1の上面までの高さをHとする時、リッジ脇底部の第1の面S2から、リッジ部S1の側壁に接しているp電極11までの高さhは、0.7H以下が好ましく、更に好ましい範囲は、0.6H以下である。
The major difference is whether or not there is an electrode on the ridge sidewall. Next, it was examined how much electrode should be in contact with the ridge side wall. FIG. 6 shows the laser cross-sectional structure above the p-
本レーザの鳥瞰図による概略は図4である。詳しい層構造が省略してある。リッジストライプの主たる領域はp電極11とパッド電極12で覆われている。端面近傍は劈開時のリッジ形状破損を防ぎ、かつ通電による端面劣化を防ぐために電極は除いてある。
FIG. 4 shows an outline of the laser according to a bird's eye view. Detailed layer structure is omitted. The main region of the ridge stripe is covered with the
ここで、本実施例1の窒化物半導体レーザ素子の製造について図5を用いて説明する。図5は、窒化物半導体レーザ素子の製造工程を示す図である。 Here, the manufacture of the nitride semiconductor laser device of Example 1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the nitride semiconductor laser device.
まず、図5(a)に示すように、n型GaN半導体基板1上に、MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法によりn−AlGaNからなるn型クラッド層2,n−GaN層3,InGaNガイド層4,InGaNからなる多重量子井戸(MQW)構造の活性層5,InGaNガイド層6,p−AlGaN電子ストッパ層7,p−AlGaNからなるp型クラッド層8,p+−GaNからなるp型コンタクト層9を結晶成長する。結晶成長のし易さの観点からGaN半導体基板1はGa極性面側に結晶成長することが好ましい。また、p型クラッド層8はMgがドーピングされ、その不純物濃度は1〜3×1019cm−3の範囲が好ましく、p型コンタクト層9よりもさらにMgの不純物濃度が高いことが好ましい。
First, as shown in FIG. 5A, an n-
次に、p型コンタクト層9上に誘電体膜30をCVD装置等により成膜する。誘電体膜30は例えばSiO2である。その後、フォトレジストを塗布し、フォトマスクと露光装置によりストライプ形状のフォトレジスト31を形成し、さらに、ストライプ形状のフォトレジスト31をマスクとして誘電体膜30をドライエッチやウェットエッチングを使用して、図5(b)に示すように、エッチングして誘電体膜30にストライプ形状を転写する。
Next, a
次に、フォトレジスト31は取り、塩素系のドライエッチによりp型コンタクト層9とp型クラッド層8の一部をエッチングして、図5(c)に示すように、ストライプ状のリッジ部S1がリッジ脇底部の第1の面S2から連なって突出するリッジ形状を形成する。
Next, the photoresist 31 is removed, and the p-
次に、図5(d)に示すように、スパッタ装置等の成膜装置により絶縁膜10と接着層21を成膜する。この時、リッジ側壁(リッジ部S1の側壁)には膜質が悪く、リッジ脇底部の第1の面S2には良質の膜が付くので、リッジ側壁のみウェットエッチで容易に取り去ることができる。この時、誘電体膜30も同時にウェットエッチで取れ、その上に付着した絶縁膜10と接着層21も取れる。
Next, as shown in FIG. 5D, the insulating
次に、図5(e)に示すように、リッジ部S1の上面と、側壁の少なくとも一部領域に接して設けられるp電極11を形成する。このp電極11は、リフトオフ法で形成される。具体的には、リッジ部S1に対応する位置にこのリッジ部S1の幅よりも広い幅の開口部を有するレジスト膜をフォトリソグラフィ技術で形成し、その後、前記開口部内を含む前記レジスト膜上に導電膜を成膜し、その後、前記レジスト膜を除去すると共に前記レジスト膜上の導電膜を選択的に除去する(リフトオフする)ことによって形成される。
Next, as shown in FIG. 5E, a p-
次に、図5(f)に示すように、p電極11を覆うパッド電極12を形成する。このパッド電極12もp電極11と同様にリフトオフ法で形成される。
Next, as shown in FIG. 5F, a
本実施例1による半導体レーザ素子は室温にて発振波長443nm,しきい電流33mA,スロープ効率1.43W/A,しきい電流での動作電圧3.89Vと良好な特性を有し、50℃,5mWのAPC(Auto Power Control)試験において1500時間に渡り動作電流の増加率8%以下の良好な信頼性特性を得た。この時の動作電圧の変動も数%以下の極めて安定した動作を得ることができた。 The semiconductor laser device according to Example 1 has good characteristics such as an oscillation wavelength of 443 nm, a threshold current of 33 mA, a slope efficiency of 1.43 W / A, an operating voltage of 3.89 V at a threshold current at room temperature, In a 5 mW APC (Auto Power Control) test, good reliability characteristics were obtained with an increase rate of operating current of 8% or less over 1500 hours. At this time, a very stable operation with a fluctuation of operating voltage of several percent or less could be obtained.
尚、絶縁膜10に関しては、同一の絶縁膜高さでもSiNx膜の方がSiO2膜より約0.5V以上の電圧低減の効果が得られた。この原因は定かでないが、半導体−絶縁膜の界面の状態に起因していると考えられる。この観点からはSiNx膜の方が好ましい形態と言える。また、本実施例ではpクラッド層としてバルクのp−AlGaN層を使用したがp−AlGaN/GaNの超格子構造を適用しても効果が得られる。それは超格子構造でも完全に自発分極やピエゾ分極は消失することが出来ない上に、横方向からの電流パスが加わることによるpクラッド層の抵抗値低減とp電極接触面積増大による接触抵抗低減効果があるからである。
As for the insulating
尚、超格子構造ではAlGaN層、或いはGaN層のどちらにpドーピングしても本構造としての効果は変わらない。また、リッジ部の幅に関しては12μmまで本構造による電圧低減の効果を確認することができた。さらに、本実施例ではp−AlGaNからなるp型クラッド層8の上部の一部をリッジ形状としたが、p型クラッド層8全部をリッジ形状としても良い。この場合、p型クラッド層8とp−AlGaN電子ストッパ層7の間に例えばp−GaN層等のp型半導体層を挿入しても良い。
In the superlattice structure, the effect of this structure does not change even if either the AlGaN layer or the GaN layer is p-doped. Further, with respect to the width of the ridge portion, it was possible to confirm the voltage reduction effect by this structure up to 12 μm. Furthermore, in this embodiment, a part of the upper part of the p-
ここで、p電極11,p型クラッド層8,絶縁膜10等の形態について図9及び図10を用いて述べる。図9は、実施例1の第1〜第4の変形例を示す図、図10は、実施例1の第5〜第7の変形例を示す図である。
p電極11に関してはリッジ側壁に電気的に接していることが肝要である。よって、図9(a)の第1の変形例のように、p電極11が絶縁膜10上に無く(p電極11がリッジ側壁から絶縁膜10上に亘って形成されて無く)、リッジ上面とリッジ側壁にのみある形態でも良い。
Here, the forms of the
It is important that the
また、図9(b)の第2の変形例のように、絶縁膜10より前にp電極11をリッジ上部とリッジ側壁に成膜した後に絶縁膜10を成膜し、p電極11が一部、絶縁膜10とp型クラッド層8に挟まれる構造でも良い。
9B, the p-
さらに、図9(c)の第3の変形例のようにp電極11がリッジ上部のみ、或いはリッジ上部とリッジ側壁の一部のみであり、その下のリッジ側壁にはパッド電極12が接している形態でも良い。この場合はリッジ側壁とパッド電極(例えばTi/Pt/Au)12はショットキー接続となるが、p型クラッド層8の自発分極やピエゾ分極をキャンセルする効果は保たれる。また、横方向からの電流パスが加わることによるp型クラッド層8の実質的な抵抗値低減の効果も保たれる。
Further, as in the third modified example of FIG. 9C, the
さらに、図9(d)の第4の変形例のように、図1に示す接着層21を用いない構造も適用できる。この場合、p電極11として絶縁膜10と接着性の良いものを選ぶか、そうでない場合でもパッド電極12に絶縁膜10と接着性が良いものを選べばp電極11は囲われるので、完成された構造としては安定性を保つことが出来る。
Furthermore, a structure that does not use the
p型クラッド層8の形態としては、上述したバルクのp−AlGaNクラッド層、p−AlGaN/GaN超格子構造クラッド層の他に、図10(a)の第5の変形例のように、p−AlGaN/GaN超格子構造のp型クラッド層22bとp−AlGaNからなるp型クラッド層22aの複合構造を有するp型クラッド層の形態がある。これは、信頼性の要因がp型ドーパント(Mg等)の拡散である場合に、この図の下のガイド層や活性層にp型ドーパントが拡散しないように超格子クラッド層にすることは効果がある。また、複合構造にすることにより煩雑な超格子構造の成長プロセスを簡略化し、より作製しやすい構造であると言える。
As a form of the p-
図10(b)の第6の変形例では、リッジ形状を作製し絶縁膜10を形成後にさらにpドーパントを高濃度化したAlGaN層或いはGaN層からなるp型コンタクト層23を再成長した構造である。その後、p電極11を成膜するとリッジ上面だけではなくリッジ側壁も良好なオーミック接触が得られ接触抵抗が下げることが出来る。p型クラッド層8の自発分極やピエゾ分極をキャンセルする効果と横方向からの電流パスが加わることによるp型クラッド層8の実質的な抵抗値低減の効果は同等以上が得られる。
The sixth modification of FIG. 10B has a structure in which a p-
また、図10(c)の第7の変形例のように、p型クラッド層8の下端が裾を引くような構造、即ち、リッジ部S1の側壁とリッジ脇底部の第1の面S2とが連なる部分の断面形状がなだらかな曲線形状となるような構造にすると、リッジ側壁とリッジ脇底部でのp型クラッド層8(半導体)と絶縁膜10との接触、及びp電極11と絶縁膜10との接触形体が良くなり、その領域で絶縁膜10の形成不良によりリッジ脇底部の第1の面S2にp電極11が接することが避けられる。また、光学的にはリッジ下端で屈折率が急峻に変化せず、また電流もリッジ下端から素直に広がるのでレーザ光の遠視野像に乱れがなく、単峰性のガウス関数形状が得られる。
Further, as in the seventh modification of FIG. 10C, a structure in which the lower end of the p-
また、本実施例では純青色レーザの実施例について述べたが、さらに、Inを増大させた緑色のInGaNを活性層とする窒化物半導体レーザ素子、或いは量子井戸にInNを使用する緑色窒化物半導体レーザ素子においても本発明が適用できることは言うまでもない。 In this embodiment, a pure blue laser was described as an example. Further, a nitride semiconductor laser element using green InGaN with increased In as an active layer, or a green nitride semiconductor using InN in a quantum well. It goes without saying that the present invention can also be applied to laser elements.
また、本実施例ではn−GaN半導体基板1上に作成した窒化物半導体について述べたが窒化物半導体層が成長できる基板、例えばサファイア基板や、ZnO基板等上でも同じような構造ができれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
In the present embodiment, the nitride semiconductor formed on the n-
尚、非導電性基板を使用する場合にはリッジ構造を避けて離れた基板上から窒化物半導体をエッチングしてn型クラッド層を露出させてn電極パッドを取ることは言うまでもない。 In the case of using a non-conductive substrate, it goes without saying that the nitride semiconductor is etched from a remote substrate while avoiding the ridge structure to expose the n-type cladding layer and take the n-electrode pad.
尚、本実施例においてリッジ脇底部上の絶縁膜は素子が機能する範囲で覆われていれば良い。即ち、パッドを含めた電極より1回り程度大きい範囲で覆われていれば良く、半導体チップの周辺部の電極のない領域は絶縁膜が無くても良い。 In the present embodiment, the insulating film on the bottom of the ridge may be covered as long as the element functions. That is, it is only necessary to cover the region including the pad so as to be about one size larger than the electrode, and the region without the electrode in the peripheral portion of the semiconductor chip may have no insulating film.
図11は、本発明の実施例2である窒化物半導体レーザ素子の断面構造を示す断面図である。
本発明の実施例2を図11にて説明する。図11の窒化物半導体レーザ素子の層構成は前述の実施例1と同じである。但し、実施例1のリッジ形状が通常の矩形或いは台形状になっているのに対して、本実施例2では幅の広いリッジ形状に幅の狭いリッジ形状が乗った構造を成している。即ち、本実施例2のリッジ部S1は、リッジ脇底部の第1の面S2から連なって突出する第1の部分S1aと、この第1の部分S1aから連なって突出し、この第1の部分S1aの幅よりも狭い幅の第2の部分S1bとを有する二段構造になっている。幅の広い下側のリッジ形状(第1の部分S1a)の幅は2〜3μmであり、上のリッジ形状(第2の部分S1b)の幅は1.2〜1.8μmである。下側のリッジの高さ(第1の面S2から第1の部分S1aの上面までの高さ)は180nmであり、上側のリッジ形状の高さ(第1の部分S1aの上面から第2の部分S1bの上面までの高さ)は240nmである。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a nitride semiconductor laser element that is
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The layer configuration of the nitride semiconductor laser device of FIG. 11 is the same as that of the first embodiment. However, while the ridge shape of the first embodiment is a normal rectangle or trapezoid, the second embodiment has a structure in which a narrow ridge shape is put on a wide ridge shape. That is, the ridge portion S1 of the second embodiment has a first portion S1a projecting continuously from the first surface S2 of the ridge side bottom portion, and a projecting portion projecting from the first portion S1a, and the first portion S1a. It has a two-stage structure having a second portion S1b having a width narrower than the first width. The width of the wide lower ridge shape (first portion S1a) is 2 to 3 μm, and the width of the upper ridge shape (second portion S1b) is 1.2 to 1.8 μm. The height of the lower ridge (the height from the first surface S2 to the upper surface of the first portion S1a) is 180 nm, and the height of the upper ridge shape (the second surface from the upper surface of the first portion S1a) The height to the upper surface of the portion S1b) is 240 nm.
p電極11は上部のリッジ側壁のみならず、下部のリッジ上面と側壁にも電気的に接触している。即ち、p電極11は、リッジ部S1の第2の部分S1bの上面及び側壁と、リッジ部S1の第1の部分S1aの上面と、リッジ部S1の第1の部分S1aの少なくとも一部領域に接して設けられている。これにより、大幅に電圧を低減することができる。さらに、上部のリッジ形状の幅が狭いのでレーザ光の遠視野像に乱れがなく、単峰性のガウス関数形状の遠視野像を得ることができる。本実施例による窒化物半導体レーザ素子は室温にて発振波長405nm,しきい電流43mA,スロープ効率1.51W/A、しきい電流での動作電圧3.53Vと良好な特性を有し、70℃,25mWのAPC(Auto Power Control)試験において3000時間に渡り動作電流の増加率4%以下の良好な信頼性特性を得た。この時の動作電圧の変動も数%以下の極めて安定した動作を得ることができた。
The p-
尚、前述の実施例1と同様にp型クラッド層8は超格子構造でも同様な効果が得られ、また、実施例1で図11,12示した各種形態を同様に適用でき同様な効果が得られることは言うまでもない。
Similar to Example 1 described above, the p-
図12は、本発明の実施例3の窒化物半導体レーザ素子の断面構造を示す断面図であり、図13は本実施例3の第1の変形例を示す図であり、図14は、本実施例3の第2の変形例を示す図である。
本発明の実施例3を図12にて説明する。図12の窒化物半導体レーザ素子の層構成は前述の実施例1と同じである。但し、実施例1と異なりリッジ形状(リッジ部)が3つあるマルチリッジ構造を成している。この構造は其々のリッジ形状(リッジ部S1)の間隔が数μmと狭いと其々のリッジ部S1からの光が重なり合い相互作用を及ぼすフェーズドアレイ構造になり、それ以上の間隔では単体のレーザがアレイ化した形状となる。どちらにおいても本発明の適用により低電圧化と高信頼化を実現することができる。
12 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a nitride semiconductor laser device according to Example 3 of the present invention, FIG. 13 is a view showing a first modification of Example 3, and FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a second modification of the third embodiment.
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The layer configuration of the nitride semiconductor laser device of FIG. 12 is the same as that of the first embodiment. However, unlike Example 1, a multi-ridge structure having three ridge shapes (ridge portions) is formed. This structure is a phased array structure in which the light from each ridge portion S1 overlaps and interacts when the interval between each ridge shape (ridge portion S1) is as narrow as several μm. Becomes an arrayed shape. In either case, the application of the present invention can realize low voltage and high reliability.
図12の窒化物半導体レーザ素子の層構成は前述の実施例1と同じである。但し、中央部のリッジ形状(リッジ部S1)の両脇のリッジ脇底部には絶縁膜10がなくp電極11により覆われていることが特徴である。また、リッジ側壁はすべてのリッジ部S1においてp電極11が接している。
The layer configuration of the nitride semiconductor laser device of FIG. 12 is the same as that of the first embodiment. However, the ridge side bottoms on both sides of the central ridge shape (ridge portion S1) are characterized in that they are covered with the
即ち、リッジ部S1は、少なくとも2つ以上(本実施例では3つ)設けられ、p電極11は、各リッジ部S1の上面と、各リッジ部S1の側壁の少なくとも一部領域に接して設けられている。更に、リッジ脇底部の第1の面S2は、リッジ部S1で挟まれた第1の領域S2aと、リッジ部S1で挟まれない第2の領域S2bとを含み、第1の面S2の第1の領域S2aにはp電極11が接しており、第1の面S2の第2の領域S2bは絶縁膜10で覆われ、第2の領域S2bにはp電極11が接していない構造になっている。
That is, at least two or more (three in this embodiment) ridge portions S1 are provided, and the p-
この構造により、単純な幅の広いリッジ形状に比べて自発分極やピエゾ分極による電圧増大を抑制することができ、また、横方向からの電流パスが加わることによるpクラッド層の実質的な抵抗値低減の効果が大きい。さらに接触抵抗も小さくすることができる。 With this structure, voltage increase due to spontaneous polarization or piezo polarization can be suppressed as compared with a simple wide ridge shape, and the substantial resistance value of the p-cladding layer due to the addition of a current path from the lateral direction. The effect of reduction is great. Furthermore, the contact resistance can be reduced.
本実施例による窒化物半導体レーザ素子は室温にて発振波長405nm,しきい電流97mA,スロープ効率1.92W/A、しきい電流での動作電圧3.43Vと良好な特性を有し、50℃,350mWのAPC(Auto Power Control)試験において5000時間に渡り動作電流の増加率4%以下の良好な信頼性特性を得た。この時の動作電圧の変動も数%以下の極めて安定した動作を得ることができた。 The nitride semiconductor laser device according to this example has good characteristics such as an oscillation wavelength of 405 nm, a threshold current of 97 mA, a slope efficiency of 1.92 W / A, an operating voltage of 3.43 V at a threshold current at room temperature, and 50 ° C. In the 350 mW APC (Auto Power Control) test, good reliability characteristics were obtained with an increase in operating current of 4% or less over 5000 hours. At this time, a very stable operation with a fluctuation of operating voltage of several percent or less could be obtained.
一方、形態として図13の第1の変形例も有効である。図13では真ん中のリッジ形状(リッジ部S1)の脇底部の第1の面S2は絶縁膜10で覆われているので、図1のレーザ構造を3つ近接して並べた構造を有している。
即ち、本実施例3の変形例では、リッジ部S1は、少なくとも2つ以上(本変形例でも3つ)設けられ、p電極11は、各リッジ部S1の上面と、各リッジ部S1の側壁の少なくとも一部領域に接して設けられている。更に、リッジ脇底部の第1の面S2は、リッジ部S1で挟まれた第1の領域S2aと、リッジ部S1で挟まれない第2の領域S2bとを含み、第1の面S2の第1及び第2の領域(S2a,S2b)は絶縁膜10で覆われ、第1の面S2の第1及び第2の領域(S2a,S2b)には、p電極11が接していない構造になっている。
On the other hand, the first modification of FIG. 13 is also effective as a form. In FIG. 13, since the first surface S2 of the side bottom of the middle ridge shape (ridge portion S1) is covered with the insulating
That is, in the modified example of the third embodiment, at least two ridge portions S1 (three in the present modified example) are provided, and the p-
こちらのほうが図1と同一のプロセス工程で作製可能というプロセス的な利点を有している。
また、前述の実施例2の構成と組み合わせると図14の第2の変形例による形態も有効である。この場合、さらに実質的な抵抗を下げることが可能となる。
尚、実施例1と同様にp型クラッド層8は超格子構造でも同様な効果が得られ、また、実施例1の変形例として図9,10に示した各種形態を同様に適用でき同様な効果が得られることは言うまでもない。
This has the process advantage that it can be manufactured by the same process steps as in FIG.
Further, when combined with the configuration of the above-described second embodiment, the form according to the second modification of FIG. 14 is also effective. In this case, the substantial resistance can be further reduced.
Similar to the first embodiment, the p-
図15は、本発明の実施例4である窒化物半導体レーザ素子の断面構造を示す図であり、p型クラッド層としてAlGaN/GaN超格子層からなるp型超格子クラッド層40を適用したものである。p型超格子クラッド層40はそれぞれ膜厚2.5nm程度のAlGaN,GaN層を交互に100対程度成長したものであり、超格子層全体の膜厚は500nm程度となる。Mgの不純物ドーピングはAlGaN層、或いはGaN層のどちらかに導入するが、その不純物濃度はバルクよりも高く3〜8×1019cm−3の範囲が好ましい。図15に示すように、p型超格子クラッド層40は電極11とリッジ側壁で接している。このときドーピングされている超格子の層の不純物濃度はバルクよりも高いのでオーミック接合が得られ易く、上面のp型コンタクト層9の領域と合わせたオーミック接合の接触面積はバルクで形成したp型クラッド層のときよりも大きくなり、抵抗の低減が可能となる。
FIG. 15 is a diagram showing a cross-sectional structure of a nitride semiconductor laser device that is
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
1 n−GaN半導体基板
2 n型クラッド層(n-AlGaN)
3 n−GaN層
4 InGaNガイド層
5 活性層(InGaN−MQW)
6 InGaNガイド層
7 p−AlGaN電子ストッパ層
8 p型クラッド層
9 p型コンタクト層(p+−(Al)GaN)
10 絶縁膜
11 p電極(陽極側電極)
12 パッド電極
13 n電極(陰極側電極)
21 接着層
22a p型クラッド層(p−AlGaN)
22b p型クラッド層(p−AlGaN/GaN超格子構造)
23 p型コンタクト層
30 誘電体マスク
31 フォトレジスト
40 p型超格子クラッド層
51 n型クラッド層(n−AlGaN/GaN超格子構造)
52 n−GaN層
53 活性層(InGaNのMQW)
54 p−AlGaN電子ストッパ層
55 p−GaN層
56 p型クラッド層(p−AlGaN/GaN超格子構造)
57 p−GaN層
58 p電極(陽極側電極)
59 酸化シリコン(SiO2)層
1 n-GaN semiconductor substrate 2 n-type cladding layer (n-AlGaN)
3 n-
6 InGaN guide layer 7 p-AlGaN electron stopper layer 8 p-type cladding layer 9 p-type contact layer (p + -(Al) GaN)
10 Insulating film 11 P electrode (anode side electrode)
12 Pad electrode 13 n electrode (cathode side electrode)
21
22b p-type cladding layer (p-AlGaN / GaN superlattice structure)
23 p-
52 n-
54 p-AlGaN electron stopper layer 55 p-GaN layer 56 p-type cladding layer (p-AlGaN / GaN superlattice structure)
57 p-GaN layer 58 p electrode (anode side electrode)
59 Silicon oxide (SiO 2 ) layer
Claims (13)
前記下部クラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された、前記第1導電型とは逆導電型である第2導電型の上部クラッド層と、
前記上部クラッド層上に形成された第1の電極とを有し、
前記上部クラッド層は、ストライプ状のリッジ部が第1の面から連なって突出するリッジ形状を有し、
前記下部クラッド層、前記活性層、前記上部クラッド層の各々は、窒化物半導体層からなる窒化物半導体レーザ素子であって、
前記第1の電極は、前記リッジ部の上面と、前記リッジ部の側壁の少なくとも一部領域に接して設けられ、
前記第1の面は絶縁膜で覆われ、前記第1の面には前記第1の電極が接していないことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 A first conductivity type lower cladding layer formed on a substrate;
An active layer formed on the lower cladding layer;
An upper cladding layer of a second conductivity type formed on the active layer and having a conductivity type opposite to the first conductivity type;
A first electrode formed on the upper cladding layer;
The upper clad layer has a ridge shape in which a striped ridge portion projects from the first surface,
Each of the lower cladding layer, the active layer, and the upper cladding layer is a nitride semiconductor laser element made of a nitride semiconductor layer,
The first electrode is provided in contact with the upper surface of the ridge portion and at least a partial region of the side wall of the ridge portion,
The nitride semiconductor laser device, wherein the first surface is covered with an insulating film, and the first electrode is not in contact with the first surface.
前記第1の電極は、前記リッジ部の上面から前記リッジ部の側壁に亘って形成され、かつ前記第1の面から離間しており、
前記リッジ部の側壁のうち、前記第1の電極が接していない部分では前記絶縁膜が接していることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 1,
The first electrode is formed from an upper surface of the ridge portion to a side wall of the ridge portion, and is separated from the first surface,
2. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the insulating film is in contact with a portion of the side wall of the ridge portion that is not in contact with the first electrode.
前記第1の面から前記リッジ部の上面までの高さをHとする時、前記第1の面から、前記リッジ部の側壁に接している前記第1の電極までの高さは、0.7H以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 2,
When the height from the first surface to the upper surface of the ridge portion is H, the height from the first surface to the first electrode in contact with the side wall of the ridge portion is 0. A nitride semiconductor laser device, characterized by being 7H or less.
前記第1の面から、前記リッジ部の側壁に接している前記第1の電極までの高さは、0.6H以下であることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 3,
A height from the first surface to the first electrode in contact with the side wall of the ridge portion is 0.6H or less.
前記第1の電極を覆う第2の電極を有することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 1,
A nitride semiconductor laser device comprising a second electrode covering the first electrode.
前記リッジ部の側壁と前記第1の面とが連なる部分の断面形状が裾を引く形状になっていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 1,
The nitride semiconductor laser device, wherein a cross-sectional shape of a portion where the side wall of the ridge portion and the first surface are continuous has a skirt shape.
前記絶縁膜は、Siの酸化膜或いは窒化膜、Alの窒化膜或いは酸化膜、金属の酸化膜の何れかで形成されていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 1,
The nitride semiconductor laser device, wherein the insulating film is formed of any one of an Si oxide film or nitride film, an Al nitride film or oxide film, or a metal oxide film.
前記絶縁膜上に、前記第1の電極との接着層を有することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 1,
A nitride semiconductor laser element having an adhesive layer with the first electrode on the insulating film.
接着層は、アモルファスSi、WO3,Alの酸化膜或いは窒化膜,Tiの酸化膜或いは窒化膜で形成されていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 8, wherein
The nitride semiconductor laser device, wherein the adhesive layer is formed of an amorphous Si, WO 3 , Al oxide film or nitride film, or a Ti oxide film or nitride film.
前記下部クラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された、前記第1導電型とは逆導電型である第2導電型の上部クラッド層と、
前記上部クラッド層上に形成された第1の電極とを有し、
前記上部クラッド層は、ストライプ状のリッジ部が第1の面から連なって突出するリッジ形状を有し、
前記下部クラッド層、前記活性層、前記上部クラッド層の各々は、窒化物半導体層からなる窒化物半導体レーザ素子であって、
前記リッジ部は、前記第1の面から連なって突出する第1の部分と、前記第1の部分から連なって突出し、前記第1の部分の幅よりも狭い第2の部分とを有し、
前記第1の電極は、前記リッジ部の前記第2の部分の上面及び側壁と、前記リッジ部の前記第1の部分の上面と、前記第1の部分の少なくとも一部領域に接して設けられ、
前記第1の面は絶縁膜で覆われ、前記第1の面には前記第1の電極が接していないことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 A first conductivity type lower cladding layer formed on a substrate;
An active layer formed on the lower cladding layer;
An upper cladding layer of a second conductivity type formed on the active layer and having a conductivity type opposite to the first conductivity type;
A first electrode formed on the upper cladding layer;
The upper clad layer has a ridge shape in which a striped ridge portion projects from the first surface,
Each of the lower cladding layer, the active layer, and the upper cladding layer is a nitride semiconductor laser element made of a nitride semiconductor layer,
The ridge portion has a first portion protruding from the first surface, and a second portion protruding from the first portion and narrower than the width of the first portion,
The first electrode is provided in contact with an upper surface and a side wall of the second portion of the ridge portion, an upper surface of the first portion of the ridge portion, and at least a partial region of the first portion. ,
The nitride semiconductor laser device, wherein the first surface is covered with an insulating film, and the first electrode is not in contact with the first surface.
前記下部クラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された、前記第1導電型とは逆導電型である第2導電型の上部クラッド層と、
前記上部クラッド層上に形成された第1の電極とを有し、
前記上部クラッド層は、ストライプ状のリッジ部が第1の面から連なって突出するリッジ形状を有し、
前記下部クラッド層、前記活性層、前記上部クラッド層の各々は、窒化物半導体層からなる窒化物半導体レーザ素子であって、
前記リッジ部は、少なくとも2つ以上設けられ、
前記第1の電極は、前記各リッジ部の上面と、前記各リッジ部の側壁の少なくとも一部領域に接して設けられていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 A first conductivity type lower cladding layer formed on a substrate;
An active layer formed on the lower cladding layer;
An upper cladding layer of a second conductivity type formed on the active layer and having a conductivity type opposite to the first conductivity type;
A first electrode formed on the upper cladding layer;
The upper clad layer has a ridge shape in which a striped ridge portion projects from the first surface,
Each of the lower cladding layer, the active layer, and the upper cladding layer is a nitride semiconductor laser element made of a nitride semiconductor layer,
At least two or more ridge portions are provided,
The nitride semiconductor laser device, wherein the first electrode is provided in contact with an upper surface of each ridge portion and at least a partial region of a side wall of each ridge portion.
前記第1の面は、前記リッジ部で挟まれた第1の領域と、前記リッジ部で挟まれない第2の領域とを含み、
前記第1の面の第1の領域には、前記第1の電極が接しており、
前記第1の面の第2の領域は絶縁膜で被われ、前記第2の領域には前記第1の電極が接していないことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 11,
The first surface includes a first region sandwiched between the ridge portions and a second region not sandwiched between the ridge portions,
The first electrode is in contact with the first region of the first surface,
2. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the second region of the first surface is covered with an insulating film, and the first region is not in contact with the second region.
前記第1の面は、前記リッジ部で挟まれた第1の領域と、前記リッジ部で挟まれない第2の領域とを含み、
前記第1の面の前記第1及び第2の領域は絶縁膜で被われ、前記第1の面の前記第1及び第2の領域には、前記第1の電極が接していないことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 The nitride semiconductor laser device according to claim 11,
The first surface includes a first region sandwiched between the ridge portions and a second region not sandwiched between the ridge portions,
The first and second regions of the first surface are covered with an insulating film, and the first electrode is not in contact with the first and second regions of the first surface. Nitride semiconductor laser device.
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